基于DSP的絕對式光電編碼器串行接口設計
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3 硬件電路設計
采用絕對式編碼器的電機伺服控制系統包括：待測量旋轉位置的電動(dòng)機、絕對式編碼器、電平轉換元件MAX488、以DSP為核心的電機控制板以及電機功率驅動(dòng)電路。本文主要介紹絕對式編碼器HMCT／16／4096／BA和DSP芯片的接口部分。
由于該編碼器輸出接口為SSI接口，而單片機、DSP、PC104、工控機等工控領(lǐng)域常用的控制器一般不提供SSI接口，此外SSI光電編碼器供應商一般也不提供接口轉換器，所以有必要將SSI接口轉換成可以與DSP等可以通信的串行接口。接口電路如圖2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/148331.htm
由圖可見(jiàn)，絕對式光電編碼器的輸入時(shí)鐘信號(CLOCK)和輸出數據信號(DATA)均為差分信號，其數據傳輸符合EIA RS 22標準，是符合RS 422協(xié)議的電平，因而需將其轉換成可以輸入單片機或者DSP的電平。能完成這種轉換的芯片很多，大致有兩類(lèi)：全雙工和半雙工，由編碼器讀數時(shí)序圖，可數據的輸出在時(shí)鐘信號下降沿轉換，在時(shí)鐘信號上升沿傳送，因此應選用全雙工的轉換芯片。本文選用MAX488芯片作為絕對式光電編碼器與DSP芯片MS320F2812通信的接口芯片，它由5 V電壓供電，是一種適用于RS 422和RS 485的低功率收發(fā)器，它的芯片中包含一個(gè)驅動(dòng)器和一個(gè)接收器，并且可以2．5 Mb／s速率進(jìn)行傳輸。絕對式光電編碼器與DSP芯片TMS320F2812通信的接口電路圖如圖3所示。
在該電路中，用DSP的GPIOF7(CANRXA)口來(lái)模擬產(chǎn)生絕對式編碼器讀數時(shí)所需的同步時(shí)鐘信號，用GPIOF6(CANTXA)口接收數據，同時(shí)為了減少電路前后的干擾以及實(shí)現與DSP接口3．3 V電平的匹配，在電路中使用了兩路高速光耦器件進(jìn)行光電隔離，并實(shí)現電平轉換。
4 軟件設計
高精度多圈絕對式編碼器可以同時(shí)輸出多圈位置信息(nMT位)和單圈位置信息(nST位)，其數據發(fā)送時(shí)序關(guān)系，如圖4所示，當編碼器接收到發(fā)送周期的第一個(gè)時(shí)鐘信號下降沿時(shí)，讀取(nMT+nST)位字長(cháng)的絕對位置值存入數據緩存器。數據緩存器中數據隨著(zhù)時(shí)鐘信號的下降沿串行同步發(fā)送數據，第一個(gè)發(fā)出的數據位是絕對位置值的最高位(MSB)，最后一個(gè)發(fā)出的數據位是絕對位置值的最低位(LSB)。
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